EXPERIMENTÁLNÍ METODY. Ing. Jiří Litoš, Ph.D.

Transkript

1 EXPERIMENTÁLNÍ METODY Ing. Jiří Litoš, Ph.D. 01

2 Experimentální zkoušení KDE? V laboratoři In-situ (na stavbách) CO? Modely konstrukčních částí Menší konstrukční části Modely celých konstrukcí Celé konstrukce

3 Důvody experimentálního ověřování Ověření spolehlivosti nově postavených konstrukcí (ČSN ) Posouzení spolehlivosti konstrukce (nejsou podklady) Exp. vyšetřování poškozených konstrukcí Zjištění vstupních parametrů pro výpočet Ověření platnosti výpočtu Ověření výpočtového modelu při pochybnostech jeho výstižnosti

4 Důvody experimentálního ověřování Posouzení úrovně dynamického kmitání z hlediska stavby Posouzení úrovně dynamického kmitání z hlediska strojů či lidského organizmu Porovnání teorie a experimentu Experimentální zjištění parametrů kce Zjištění odezvy kce před a po stavební úpravě

5 Důvody experimentálního ověřování Zkoumání fyzikálních modelů stavebních konstrukcí Identifikace modelu stavební konstrukce Diagnostika stavební konstrukce Monitorování stavební konstrukce

6 Druhy zkoušek a experimentů Průkazní (prototypové) Kontrolní výrobní zkoušky Ostatní druhy zkoušek

7 Druhy zatěžování konstrukce Zatěžovací zkoušky prováděné do dosažení únosnosti konstrukce Zatěžovací zkoušky prováděné bez dosažení únosnosti konstrukce

8 Druhy způsobu zatěžování Statické zatěžovací zkoušky Dynamické zatěžovací zkoušky

9 Rozdělení dynamických zkoušek Zkoušky informativní Zkoušky zatěžovací Zkoušky zatěžovací a dlouhodobé Zkoušky zatěžovací na únavu

10 Příprava zatěžovací zkoušky Popsání důvodu zkoušky Určení rozsahu zkoušky Údaje o zkoušené konstrukci Určení požadavků na konstrukci Určení druhu a intenzity zatěžování Určení měřených veličin a způsobu snímání

11 Příprava zatěžovací zkoušky Stanovení způsobu hodnocení výsledků Stanovení způsobu výběru zkoušených konstrukcí Specifikace konstrukcí Harmonogram zkoušky Lhůta předání předběžného a definitivního protokolu

12 Zkušební protokol Identifikace laboratotoře Identifikace objednatele Účel zkoušky Popis zkoušky Časové údaje o provádění zkoušky Technický popis zkoušených konstrukcí Údaje o zatížení

13 Zkušební protokol Popis použitých přístrojů a zařízení Údaje o teplotě během zkoušky Hodnoty sledovaných veličin Přesnost výsledků Popis poruch sledované konstrukce Způsob porušení Foto či videodokumentace Vyhodnocení a komentář ke zkoušce

14 Délková měření

15 Délková měření Nejrozšířenější měření Určení vzdálenosti dvou bodů Dotykový způsob Bezdotykový způsob

16 Délková měření Faktory ovlivňující měření Vlivy okolního prostředí Osobní chyby Chyby přístrojů Chyby metody Korigování naměřených hodnot

17 Délková měření mechanická Princip porovnání s normálem délky Koncové měrky Mikrometry Úchylkoměry Posuvná měřítka Mechanická pravítka a pásma

18 Délková měření - mechanická Koncové měrky Vysoce legovaná ocel bez vnitřního pnutí Keramika (zirkon) Několik tříd přesnosti (00 2) 00 etalon pro laboratoře 2 pracovní měrky Měrky lze skládat

19 Délková měření - mechanická

20 Délková měření - mechanická Chyby při měření měrkami Vlastní úchylka měrky ( m) dáno výrobcem Styčná chyba ( s) s = 0,1 0,2 m Teplotní chyba ( t) rozdíl teploty měrky a měřeného předmětu (měří se při 20 C) Chyba styku měrky s měřící plochou ( p)

21 Délková měření - mechanická Celkový rozměr Lc = L + Lc Lc = m + s + t + p Lc = Σ m + Σ s + Σ p + (tp tm)l

22 Délková měření - mechanická Mikrometry Měření vnitřních a vnějších rozměrů Princip pohyb šroubu (vyšroubování + úhel) Přesnost: 0,01 0,001 mm Malý rozsah měření

23 Délková měření - mechanická

24 Délková měření - mechanická Úchylkoměry Měření většího počtu vzorků Skokové či kontinuální měření Princip mechanický převod ozubenými koly Přesnost: 0,01 0,0001 mm

25 Délková měření - mechanická

26 Délková měření - mechanická Posuvná měřítka Měření vnitřních a vnějších délek Měření hloubky Princip po pevné části se pohybuje posuvná část Přesnost: 0,1 0,01 mm Rozsah měření dle délky měřítka (150, 200, 300 mm)

27 Délková měření - mechanická

28 Délková měření - mechanická Měřící pásma Měření větších vzdáleností Menší přesnost Princip ocelový (nylonový) pás s mm stupnicí Přesnost: 1 mm Rozsah měření dle délky měřítka (od 1 m)

29 Délková měření - mechanická

30 Délková měření - mechanická Ostatní délková měřidla Hloubkoměry

31 Délková měření - mechanická Ostatní délková měřidla Kolečkové dálkoměry

32 Délková měření optická Princip založen na vlastnostech světla Využití dálkoměrného trojúhelníku Dálkoměry bistatické Dálkoměry stadimetrické Dálkoměry monostatické

33 Délková měření - optická Dálkoměry bistatické Dva úhloměrné přístroje v bodech A a B Měří se úhly a a báze b Zjišťuje se délka D D C A B b

34 Délková měření - optická Dálkoměry stadimetrické Dálkoměrný trojúhelník je možné považovat za pravoúhlý (b/d 0,02) b Měříme úhel a bázi b C B D A

35 Délková měření - optická Dálkoměry monostatické Obdobný princip jako u stadimetrického dálkoměru, ale opačně orientovaný Měříme pouze úhel Baze b je konstantní C D A b B

36 Délková měření elektrooptické metody Impulzní dálkoměry Fázové dálkoměry Princip optické triangulace

37 Délková měření elektrooptické metody Impulzní dálkoměry určení času t, který potřebuje světlo či zvuk pro dráhu rovnou dvojnásobku měřené vzdálenosti D = 0,5 v. T Přesnost 1 mm

38 Délková měření elektrooptické metody Fázové dálkoměry Princip fázového rozdílu mezi vyslaným a přijatým světelným signálem Využití světelného signálu jehož intenzita je sinusově modulována Vzdálenost je dána vztahem Přesnost 1 mm D 2 v f m N 2

39 Délková měření elektrooptické metody

40 Délková měření elektrooptické metody Optická triangulace Viditelný modulovaný bod je promítán na cílovou plochu Rozptylová frakce světelného bodu je zaostřována na prvek snímání polohy (CCD pole) přijímacím objektivem Přesnost 0,5 m

41 Délková měření elektrooptické metody